本期目录

上一期    下一期

2022年第5期目次

2022, 53(5):  0-0. 

摘要 ( 261 )   PDF (802KB) ( 282 )  

相关文章 | 多维度评价

河流分类方法研究及河流形态学概论

董耀华;汪秀丽;

2022, 53(5):  1-6.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.001

摘要 ( 321 )   PDF (3454KB) ( 369 )  

相关文章 | 多维度评价

学术界对河流分类分级分段等展开了充分研究，但缺乏系统分析及统一认识。基于流域、水系和干流河道河流形态3要素，提出了独立与非独立河流分类方法；对世界范围内55条独立河流与长江非独立支流水系分别进行了分类应用研究和综合排序；初步构建了河流形态学。研究成果包括：(1)独立河流遵循河口优先原则，河流形态复杂性可划归为复合流域水系与复杂干流河道；基于河长与流域面积约0.5次方的相关关系，构建了流域特征长度、流域综合面积和河流弯曲指数3个河流形态特性指标。(2)流域综合面积排序世界前十位的河流是亚马孙河、尼罗河、刚果河、鄂毕河、叶尼塞河、长江、勒拿河、密西西比河、尼日尔河、阿穆尔河；归纳总结的长江流域河流水系“谱系”河流数量为1,4,9,24,49,63,374,581。(3)河流形态学包括河流分类、分级及分段“基石”研究和干流河道形态研究。研究河流分类及增设河流形态学可填补河流地貌学与河床演变学之间的研究空白，逐步形成河流“几何(河流形态学)-运动(河床演变学)-动力特性(河流动力学)”的研究体系。

2020年三峡水库泥沙淤积特点及原因分析

许全喜;袁晶;

2022, 53(5):  7-13.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.002

摘要 ( 573 )   PDF (8685KB) ( 347 )  

相关文章 | 多维度评价

2020年汛期，长江上游暴雨洪水频发，三峡水库入库沙量显著增大，年入库沙量达到了1.94亿t。在系统分析长江上游水沙变化特性的基础上，总结提炼了2020年三峡库区泥沙淤积出现的新特点，主要是库区泥沙淤积量较往年明显偏大，同时库尾河段和防洪库容内泥沙淤积明显。铜锣峡以上河段由以往的冲刷变为淤积353万m3,淤积量占三峡库区总淤积量的3%;防洪库容内淤积泥沙2 440万m3,为三峡水库175 m试验性蓄水以来最大值，此外坝前河段淤积强度显著增大。分析原因后认为主要是8月上游嘉陵江、岷江等支流暴雨产沙导致入库沙量偏多与水库拦洪导致坝前水位偏高所致。相关结论可为三峡水库科学调度提供更有力的技术支撑。

三峡水库汛期排沙效率研究

王玉璇;金中武;陈鹏;

2022, 53(5):  14-19.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.003

摘要 ( 102 )   PDF (1388KB) ( 209 )  

相关文章 | 多维度评价

水库减淤调度是保障水库综合效益发挥的重要措施。以2003～2018年三峡库区主要水文站实测水沙数据为基础，统计分析了库区来水来沙规律，将库区按照沿程水文站布置分为3个库段，采用逐步回归的方法探讨了库区不同库段的输沙比与不同影响因素之间的相关情况，并建立了不同库段输沙比公式。结果表明：(1)寸滩至清溪场库段输沙比的主要影响因素为流量沿程变化系数和水沙系数，清溪场至万县库段输沙比的主要影响因素为洪水滞留系数和含沙量，万县至庙河库段输沙比的主要影响因素为洪水滞留系数和流量；(2)基于不同库段排沙比公式提出了提高排沙效率分段调度的新思路，即沙峰输移至清溪场站降低水位，输移至万县站继续加大下泄流量。研究成果可为三峡水库沙峰优化调度提供参考。

基于GIS的岷江流域洪灾动态风险性评价研究

周燕莲;董铭;刘维明;李豪;

2022, 53(5):  20-27.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.004

摘要 ( 174 )   PDF (8730KB) ( 249 )  

相关文章 | 多维度评价

受暴雨的影响，河流流域常会发生大型洪涝灾害事件，给沿河流域的人们带来灾难，严重阻碍了社会经济发展。在岷江流域暴雨分布基础上，将层次分析法与GIS技术相结合，选取了2000,2005,2010年和2015年共4期数据，从致灾危险性、孕灾敏感性和承灾易损性3个方面构建了洪涝灾害动态风险性评价指标体系和模型，并通过ArcGIS得到了岷江流域洪灾动态风险性空间分布图。结果表明：(1)在空间尺度上，洪灾风险性结果的变化趋势与致灾因子变化趋势趋于一致，暴雨空间分布与洪灾风险结果关系密切，较高风险区主要分布在岷江流域东南部平原地区，低风险区主要分布在西北部地区。(2)在时间尺度上，总体以中等风险区为主，面积占比第二高的风险区由较低风险区发展到了较高风险区，整体风险性在上升。研究成果揭示了暴雨分布特征与洪灾风险的关系，既有效指示了岷江流域洪涝灾害空间分布的状况，又反映了洪灾风险性动态变化状况，可为流域防灾减灾和社会稳定提供参考。

不同汛前水位控制方案下平原新城竖向标高研究——以江苏省丹阳市为例

王川涛;曹喆;黄丽娇;王茜;

2022, 53(5):  28-34.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.005

摘要 ( 136 )   PDF (12729KB) ( 197 )  

相关文章 | 多维度评价

为确定平原河网新建城区的地面基准建设标高，以江苏省丹阳市练湖新城汇水区为研究对象，在50 a一遇城市设防标准下，通过MIKE 11水动力模型与ArcGIS土方挖填分析工具，研究高、低两种不同汛前水位控制方案对最高设计水位与场地竖向方案的影响，并从安全保障、土方平衡、挖填面积以及亲水性4个方面对两个方案进行综合比较。研究结果表明：两种方案均能保证排水的安全性，但相较于汛前高水位方案，低水位方案最高水位控制低、峰现时间延长、土方缺口较小、挖填面积较小，更适宜练湖新城的建设。通过城市水系最高水位控制与场地竖向的挖填方耦合分析，为南方平原地区的新城建设竖向基准标高确定提供了参考思路。

芝加哥雨型与城市灾害性降水的比较研究

韩亚静;吴泽宁;郭元;胡钰鑫;

2022, 53(5):  35-40.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.006

摘要 ( 367 )   PDF (13217KB) ( 212 )  

相关文章 | 多维度评价

目前城市洪涝研究中较多采用以芝加哥雨型为主的设计降水作为输入，该方法存在一定概化，实际防洪排涝应用和水文过程研究中需要进一步探索芝加哥雨型法表征灾害性降水存在的相关问题和缺陷。以郑州市城区2011～2018年发生的致灾降水事件为研究对象，总结了致灾降水的年内演变趋势；比较了芝加哥雨型设计降水与致灾降水峰值分布、强度等过程信息；基于雨洪模型(SWMM)分析了研究区不同成因的城市洪涝过程发生发展的差异，并与芝加哥雨型法输入的雨洪过程进行比照。结果表明：(1)郑州市城区年内致灾降水存在从雨强致灾发展为双致灾，再过渡到雨量致灾的趋势；(2)研究区2 a一遇芝加哥雨型洪涝过程与雨量致灾降水近似，5 a一遇及更高标准的芝加哥雨型具有双致灾降水的洪涝特征；(3)雨强致灾所致的洪涝过程积水历时短、程度小，雨量致灾洪涝过程持续时间长，双致灾洪涝过程兼具雨强、雨量致灾机理，影响范围更广。研究结果对城市内涝防治、海绵城市建设和地区防涝减灾具有一定意义和参考价值。

巢湖闸下河网洪水演进及闸门调度数值模拟

刘恒恒;齐鹏云;万能胜;熊竹阳;赖锡军;

2022, 53(5):  41-46.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.007

摘要 ( 149 )   PDF (2840KB) ( 202 )  

相关文章 | 多维度评价

以巢湖2020年汛期超历史洪水为例，建立了多闸联合调度的裕溪河-牛屯河河网一维非恒定流模型，用于模拟分析巢湖洪水外排过程及闸门调度对裕溪闸-牛屯河环形河网的影响。以实测资料对该模型进行了验证，结果表明：（1）模型能够可靠预测巢湖闸下环形河网水动力过程，并能预测闸门启闭影响下的河网水量动态分配情况。（2）铜城闸作为关键节点闸门，其开启分洪可以增泄巢湖洪水，但同时也降低了通过裕溪闸的泄流量，巢湖闸增泄量约占铜城闸泄量的1/3～1/2。（3）过度利用铜城闸分洪会造成裕溪闸泄洪能力发挥不足，从而会增大牛屯河的防洪压力。2020年洪水期间，得益于适时适度地开启铜城闸进行分洪，增泄了4亿m3水量，相当于巢湖水位平均下降约0.46 m。因此，在实际操作中应合理运用铜城闸的防洪减灾功能。

长江口新成陆区域土壤重金属分布及风险评价——以上海市横沙东滩为例

韩涛;

2022, 53(5):  47-52.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.008

摘要 ( 132 )   PDF (1598KB) ( 154 )  

相关文章 | 多维度评价

为了解长江口新成陆区域土壤中重金属污染特征及其生态风险，对上海市横沙东滩71个采样点土壤中8种重金属(铜、铬、镍、锌、铅、镉、砷、汞)的含量进行检测和统计分析，并结合蒙特卡洛模拟对其生态风险进行评价。结果表明：(1)表层土壤中重金属的含量由高到低依次为锌、铬、镍、铅、铜、砷、镉、汞，其平均值均低于上海市土壤背景值。铬、镍、锌、铅、汞服从对数正态分布，铜、镉、砷既不服从正态分布也非对数正态分布。(2) Hakanson潜在生态风险指数法评价结果表明，各重金属潜在生态风险因子高低顺序为汞>镉>砷>镍>铅>铜>铬>锌，8种重金属的潜在生态风险指数(RI)为36.80～150.96,处于轻微至中等生态风险水平，且以轻微生态风险水平为主(概率为93.34%)。ERL/ERM法评价结果表明，8种重金属时常发生生态风险的概率极小(<0.72%),镉、铅、锌、铜、汞、铬、砷很少或者无负面生态风险，而镍则偶尔发生生态风险(概率为95.04%)。8种重金属总体发生生态风险的等级和频率均较低，但部分重金属(如汞、镍)须予以一定关注。

基于知识图谱的三峡库区水环境研究热点与展望

黄恒粤;陈垚;刘臻;陈人瑜;袁绍春;

2022, 53(5):  53-61.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.009

摘要 ( 92 )   PDF (7125KB) ( 193 )  

相关文章 | 多维度评价

自三峡工程论证以来，三峡库区水环境研究就已成为热点问题。为探究其多年的研究成果，基于2000～2020年WOS和CNKI数据库中三峡库区水环境相关研究的文献样本数据，利用文献可视化分析软件CiteSpace,对年度发文量、学科分布、关键词共现及突现词探测等进行文献计量与内容分析。结果表明：(1) 2000～2020年，关于三峡库区水环境研究的论文总体呈现逐年稳定上升的趋势，研究涉及多学科领域知识；(2)香溪河、洞庭湖、时空变化、环境因子、沉积物、澎溪河是当前研究的前沿问题；(3)消落带、富营养化、香溪河库湾、澎溪河、水华、沉积物、浮游植物、重金属、洞庭湖、水质、生物群落、生物群落、动力学、氮、磷、生态系统、环境因子等是该领域的热点内容，主要体现在三峡库区水体富营养化研究、三峡库区消落带研究、三峡工程对长江中下游影响研究、三峡库区面源污染问题研究、三峡库区沉积物研究等5个方面。基于研究结果，指出了现有研究存在的一些不足，并提出了三峡库区水环境的研究展望。

丹江口库区大气氮干湿沉降动态变化特征研究

杨小林;贺梦微;陈艺晏;李义玲;

2022, 53(5):  62-68.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.010

摘要 ( 49 )   PDF (2330KB) ( 140 )  

相关文章 | 多维度评价

大气环境中高氮以干/湿沉降的方式返回地表，进入陆地生态系统和水生生态系统可能引起一系列负面生态效应。以丹江口库区为研究对象，基于2016～2018年的大气氮干湿沉降连续监测数据，研究了丹江口库区大气氮沉降的动态变化特征。结果表明：（1） 2016～2018年，丹江口库区大气湿沉降中TN、AN、NN、DN通量分别为29.48,10.75,11.27,24.52 kg/（hm2·a）,其中，夏季TN、AN、NN和DN湿沉降通量最高，分别占全年各形态氮湿沉降总量的32.85%,43.94%,26.74%,33.59%。（2）库区TN、AN、NN和DN干沉降通量分别为8.38,1.56,1.26,5.77 kg/（hm2·a）,从季节分配上呈现冬季>秋季>春季>夏季的特点。（3） 2016～2018年库区大气总氮沉降量为37.86 kg/（hm2·a）,其中，TN干、湿沉降通量分别占总沉降量的22.13%和77.87%。丹江口库区大气氮沉降过程与通量研究，可更好地揭示大气氮沉降对库区水体养分的输入贡献，丰富库区水体“营养源”的解析，为加强库区氮素管理，降低库区水体富营养化风险提供依据。

长江经济带土地利用时空演变及相关社会要素分析

萧峻琼;郝洁;徐高洪;鞠琴;李妍清;陈玺;

2022, 53(5):  69-74.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.011

摘要 ( 59 )   PDF (7542KB) ( 163 )  

相关文章 | 多维度评价

基于长江经济带五期土地利用遥感监测数据，利用土地利用转移矩阵、动态度及土地利用强度指数分析土地利用时空变化，并分析其与社会政策、人口密度及用水量的关系。结果表明：长江经济带土地利用变化主要表现为水田减少、城镇用地和水域增加；土地利用变化的时空差异较大，与上中游相比，下游土地利用变化时间较早，土地利用动态度和土地利用强度较大；1990年后土地利用强度持续增加且生态环境有所改善，土地利用动态度在2010～2015年最大，2000～2010年最小；土地利用变化受社会经济政策影响较为显著，同时土地利用强度与用水量、人口呈正相关关系。

山西省生态系统服务多尺度特征及其驱动因素分析

郭保祥;聂玉明;张瑞刚;郭永山;

2022, 53(5):  75-81.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.012

摘要 ( 40 )   PDF (4846KB) ( 154 )  

相关文章 | 多维度评价

明确生态系统服务的时空变化、权衡与协同作用以及驱动因素，可为实现生态系统的可持续发展提供理论依据。以山西省为例，对1990年、2000年和2015年该地区的粮食产量、产水量、土壤保持量和植被净初级生产力(NPP)进行计算，从栅格、县域和市域尺度上分析了生态系统服务的空间格局以及相互作用，并采用地理探测器识别了生态系统服务变化的主导驱动因素。结果表明：1990～2015年，平均粮食产量、产水量和NPP先减少后增加，平均土壤保持量先增加后减少；随着尺度的增加，生态系统服务呈现出更加“空间均一化”的分布特征，生态系统服务之间关系对的数量存在着减少的趋势；各种生态系统服务变化的主导因素不尽一致，但均存在着自然、土地管理和社会经济综合驱动的特征。

考虑水文变异的漾弓江干流生态流量计算

任黎;高家琛;杨灏宇;马平森;

2022, 53(5):  82-87.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.013

摘要 ( 75 )   PDF (2388KB) ( 158 )  

相关文章 | 多维度评价

气候和人类活动改变了河道径流的一致性，因此考虑水文变异的河流生态流量计算对保护河流生态系统具有现实意义。以云南省漾弓江为例，采用4种时间序列检验法对三义断面和金河断面1959～2019年径流序列进行突变检验，利用平水年逐月最小生态径流法和逐月频率年内展布法计算不同时期的生态流量，并用改进的Tennant法进行评价。结果表明：变异年份确定为1997年和2011年，计算得到两断面在天然状态、次天然状态、现状和不考虑水文变异条件下最小和适宜的生态流量，次天然状态的生态流量更利好河流生态系统，现状河流生态系统遭到了一定的破坏，不考虑变异的生态径流过程与天然状态接近。生态流量的确定应更多考虑天然状态的生态径流过程并参考次天然状态。最后提出了2020～2030年漾弓江生态流量保障工作目标及建议。

植物对山地城市雨水花园脱氮除磷效能影响研究

崔野;

2022, 53(5):  88-93.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.014

摘要 ( 40 )   PDF (2480KB) ( 118 )  

相关文章 | 多维度评价

针对雨水径流中的氮磷污染，采用沟叶结缕草、狗牙根、假俭草、巴哈雀稗、地毯草等5种重庆市常见的本土草本植物，构建雨水花园，通过开展渗透率试验、脱氮试验及除磷试验，考察了这5种植物对初期径流中的氮磷去除效能。结果表明：(1)植被可以有效缓解介质层的堵塞现象；(2) 5种草本植物构建的雨水花园均可有效去除雨水径流中的氮素(75%～95%),且干湿条件对植株成熟后的雨水花园脱氮效能影响不大；(3)虽然雨水花园的出水中仍存在较高浓度的总磷，但是出水总磷均为颗粒态磷，其生物可利用性能不高。综合比较，沟叶结缕草和狗牙根组脱氮除磷性能好，植株发育快，可适应不同的干旱湿润条件。

人工湿地中几种常见水生植物氨氮耐受性试验研究

朱士江;李凯凯;徐文;向鹏;廖再毅;贵树彪;

2022, 53(5):  94-100.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.015

摘要 ( 56 )   PDF (1832KB) ( 155 )  

相关文章 | 多维度评价

选择人工湿地中常用的6种水生植物(美人蕉、菖蒲、香蒲、芦苇、凤眼蓝和睡莲)为受试植物，进行氨氮耐受性试验。在人工培养条件下配置不同氨氮浓度的营养液对这6种植物进行培养，一定时间后，对植物的抗氧化酶防御系统主要酶学指标进行测试。通过测定植物叶片中丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性变化，找出6种水生植物的氨氮耐受性规律。结果表明：(1)菖蒲的SOD活性在氨氮浓度为300 mg/L左右时达到峰值，凤眼蓝、香蒲、睡莲的SOD活性峰值均在氨氮浓度为500 mg/L左右时出现，美人蕉和芦苇的SOD活性峰值出现在600 mg/L以后，且前期呈稳定增长；(2)凤眼蓝、睡莲、香蒲、菖蒲的CAT活性峰值均在氨氮浓度为500 mg/L左右出现，且前期都呈稳定增长，美人蕉和芦苇的CAT活性峰值在氨氮浓度为600～700 mg/L时出现，其中芦苇呈稳定增长，美人蕉呈先减后增的趋势；(3)凤眼蓝和睡莲的MDA在氨氮浓度为300 mg/L左右时达到峰值，香蒲和菖蒲的MDA在氨氮浓度为500 mg/L左右时出现峰值，美人蕉和芦苇的MDA峰值在氨氮浓度为600 mg/L以后出现；(5)菖蒲、凤眼蓝、芦苇、睡莲适用于低浓度氨氮环境，美人蕉和芦苇虽然受到低浓度氨氮的一些胁迫，但在高浓度时表现出色，美人蕉和芦苇对氨氮的耐受性更强。

丹江口库区石漠化特征及成因分析

杨妍妨;程洋;王永;

2022, 53(5):  101-105.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.016

摘要 ( 41 )   PDF (16052KB) ( 159 )  

相关文章 | 多维度评价

丹江口水库作为国家南水北调中线工程的水源地，其良好的水质状态，是南水北调中线工程成功的关键所在。以高分辨率遥感数据作为数据源，获取了水源区和库区石漠化空间分布特征，其中库区石漠化主要分布于南水北调渠首所在地的河南省淅川县境内，总面积约327.59 km2,发生率23.11%（为水源区的5.7倍）。通过实地调查，结合地质特征，按照主控因素建立了库区石漠化的3种典型模式：人类活动形成的石漠化、自然条件形成的石漠化、自然条件主导下人类活动加剧形成的石漠化；同时分析认为地质条件是丹江口库区石漠化形成的物质基础、自然气候是石漠化形成的背景因素、人类活动是石漠化形成的动力条件。该石漠化特征模式和成因的提出，可为库区石漠化治理、生态修复提供依据，对其他岩溶地区石漠化成因模式的建立具有重要参考作用。

感潮河段直立式水位观测平台设计

张忠中;

2022, 53(5):  106-110.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.017

摘要 ( 37 )   PDF (4358KB) ( 127 )  

相关文章 | 多维度评价

长期重要的水文站常采用直立式水位观测平台记录水位数据。感潮河段水文特性复杂，水位受河道水流、潮汐、波浪等水动力因素影响，容易引起平台结构稳定和水位观测精度问题。为此，结合闽江河口水文站工程，开展感潮河段直立式水位观测平台设计研究。通过相关规范分析、空间数值模型计算以及工程造价对比分析，提出了水位观测平台方案选型重要原则以及进水孔孔径确定原则。建议感潮河段常规水位观测平台采用岸式方案，特殊需求时采用岛式高承台方案，进水孔孔径确定应在标准规范公式计算前提下适当留有裕度。实践表明：闽江河口水文站新建水位观测平台的观测数据满足感潮河段水位观测精度要求。研究成果可供后续相似工程参考。

近十年可可西里盐湖水量变化及其影响因素分析

袁康;谭德宝;赵静;文雄飞;

2022, 53(5):  111-117.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.018

摘要 ( 52 )   PDF (6916KB) ( 177 )  

相关文章 | 多维度评价

由于全球气候变暖的影响，青藏高原湖泊开始逐步扩张，对自然环境和野外基础设施产生了威胁。为研究气候变化对湖泊水量的影响，利用2010～2018年青海可可西里腹地盐湖（又名68道班盐湖）的CryoSat-2卫星测高数据和Landsat遥感影像数据，分别提取了盐湖的水位及面积，结合实测获取的盐湖水下地形数据，计算并构建库容关系曲线，并结合气候变化特征进行了驱动力分析。结果表明：（1） 2010～2011年，湖泊水量增加了0.2亿m3,这一阶段盐湖还是独立湖泊；之后上游卓乃湖、库赛湖、海丁诺尔湖3个湖泊的湖水开始注入盐湖，盐湖成为流域水量“接收者”,水量开始快速增加，仅1 a就暴涨近12亿m3（该阶段主要为上游3个湖泊溢出水量）;2016年开始以平均每年约5.5亿m3的速度上涨；9 a间，盐湖的水量增加近33亿m3,并且作为流域水量的“接收者”,盐湖还在持续扩张。（2）降水量增加是盐湖扩张的主要因素，温度上升引起的冰川融化和冻土融水是湖泊变化的另一气候因素，但可能不是决定性因素。

2020年长江螺山站水位流量关系分析

戴明龙;王立海;李立平;李妍清;

2022, 53(5):  118-122.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.019

摘要 ( 108 )   PDF (2756KB) ( 210 )  

相关文章 | 多维度评价

螺山水文站的水位流量关系是制定长江中下游地区超额洪量分配和防洪总体方案的重要依据，但由于螺山站独特的地理位置而导致其水位流量关系受多种因素的影响。在研究螺山站行洪能力时，往往需要先区分和消除其特殊水力要素的影响，将不同水力条件下的实测流量成果改正至同一水力条件，然后再来研究其行洪能力的变化特征。为此，根据1954～2020年间大水年的实测资料，分析了2020年螺山站水位流量关系的特点；基于分析结果，研究了该站的主要影响因素及其变化规律。研究结果表明：(1) 2020年，螺山站的水位流量关系受下游洪水顶托的影响，同流量条件下水位偏高，与1998年和2016年的情况类似，但整体变幅仍在1998年和2016年等大水年的变化范围内。(2)近年来，螺山站的水位流量关系在年内和年际间随洪水特性的不同而上下摆动，但无趋势性变化。(3)城陵矶河段的行洪能力尚无明显变化。

淮北平原土壤水与地下水埋深及降水关系研究

孔令健;王振龙;王兵;

2022, 53(5):  123-127.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.020

摘要 ( 56 )   PDF (1722KB) ( 161 )  

相关文章 | 多维度评价

为探究淮北平原夏玉米生长期土壤水与地下水埋深及降水的关系，基于五道沟实验站26 a的长系列资料，结合氢氧稳定同位素示踪法，对淮北平原夏玉米生长期的大气降水、土壤水和地下水进行了分析。结果表明：土壤平均含水率随土层深度的增加呈现出先减小后增加再减小的趋势，其中0～0.2 m土层平均土壤含水率最低，0.3～0.5 m土层土壤含水率最高。根据大气降水、土壤水和地下水氢氧同位素特征值可知：土壤水δ18O和δD平均值随土层深度的增加而减小，表明土壤水分蒸发会导致土壤重同位素富集，富集程度由土壤表层至深层递减。土壤水氢氧稳定同位素随土层深度的增加而减弱，30 cm和50 cm土层深度的土壤水变化最为明显，土壤易接受降水补给，而且土壤蒸发较为强烈。

基于逻辑回归树耦合熵指数模型的滑坡易发性分区——以陕西省延安市吴起县滑坡为例

杨创奇;陶攀;杨正;

2022, 53(5):  128-134.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.021

摘要 ( 41 )   PDF (17043KB) ( 139 )  

相关文章 | 多维度评价

研究合适的县域滑坡易发性分区的方法，对于滑坡的防治有着非常重要的现实意义。鉴于此，基于陕西省延安市吴起县的717个滑坡样本，选取坡度、坡向、高程、平面曲率、剖面曲率、年平均降雨量、距道路的距离、距河流的距离、岩土体类型和NDVI作为影响因子，计算对应的熵指数，构建了基于熵指数的建模数据集。随后，基于建模数据集，耦合熵指数(IOE)和逻辑回归树模型(LMT),建立了IOE-LMT混合分类模型，并绘制了吴起县滑坡易发性分区图。利用多种统计学指标、ROC曲线下的面积(AUROC)和平均绝对误差(MAE)评价分区精度和模型的泛化性能。结果表明：IOE-LMT模型的泛化性能较强(AUROC=0.942),且滑坡易发性分区图的精度较高；研究区内滑坡易发于黄土沟道范围内，并且研究区北部的滑坡易发性明显高于南部。评价结果合理可靠，可为当地的滑坡防治和国土空间规划提供参考。

白龙江武都区段泥石流分布规律及其危险性评价

罗亮;宋国虎;唐良琴;向灵芝;李小龙;梁梦辉;

2022, 53(5):  135-142.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.022

摘要 ( 67 )   PDF (23571KB) ( 156 )  

相关文章 | 多维度评价

基于遥感解译和实地调查，白龙江流域武都区段共发育329条泥石流沟。根据地形地貌、物质条件、外部激发因素三大孕灾条件，选取高程、坡度、岩性等9个孕灾因子，基于ArcGIS平台，分析研究区内泥石流分布规律，采用信息量法进行泥石流危险性评价。分析结果表明：(1)地形地貌上，研究区泥石流主要分布在1 800～3 000 m和NDVI值为0.2～0.4的范围内，其优势坡度分布区间为15°～35°。(2)物质条件上，泥石流大量分布在地震动峰值加速度为0.2g的范围内，且在以千枚岩、板岩为主的软弱-坚硬中厚层-厚层板岩、碎屑岩组区内，与距断层距离呈负相关分布。(3)外部激发因素主要分布在1 h最大降雨量为36～40 mm区域内，与距河流、道路距离呈负相关分布。(4)运用信息量法对泥石流做危险性评价，得到泥石流危险性分区图，在中度、高度、极高度危险范围内的泥石流面积分别占总泥石流面积的21.77%,32.94%,31.49%,且较高等级危险区主要分布在白龙江的北岸。应用ROC曲线验证评价结果，AUC=0.737,表明评价结果有较高的准确度和可靠性。

基于Flow-R和FLO-2D的沟谷型泥石流危险性评价

林文;周伟;李婧;杨莉;唐泽;

2022, 53(5):  143-148.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.023

摘要 ( 57 )   PDF (3397KB) ( 152 )  

相关文章 | 多维度评价

泥石流是中国西南山区频发的地质灾害之一，具有突发性、流速快以及破坏力强等特点，往往造成巨大的人员伤亡和经济损失。地质灾害危险性评估是防灾减灾管理和防治环节中的有效措施之一，用于合理量化泥石流运动堆积线路沿程泥石流灾害危险性的空间分布特征。以四川省都江堰市龙池镇麻柳沟为研究对象，选取坡度、平面曲率和上坡汇水面积作为沟谷型泥石流启动区识别因子，基于Flow-R模型识别出的泥石流启动点，耦合FLO-2D模型模拟麻柳沟泥石流运动堆积过程，将泥石流堆积深度、运动速度和暴发频率相结合分析泥石流的危险性，并采用混淆矩阵对模拟结果进行了精度评估。结果表明：基于Flow-R和FLO-2D耦合模型的麻柳沟泥石流的运动堆积模拟结果与实际情况吻合度较高。模拟泥石流堆积区面积2.19万m2,堆积体积4.92万m3,泥石流危险性由沟道中心向两侧逐渐降低，高危险区占比42.3%,中危险区占比23.1%,低危险区占比34.6%。麻柳沟形成区、流通区沟道中散落堆积物体积大约为30万m3,麻柳沟泥石流仍处于高度活跃阶段，危险性较高，今后在降雨和水动力充分的条件下大量松散物质可能将被重新激活，一旦发生泥石流将有可能造成重大地质灾害。

BIM在黄金峡水利枢纽工程设计中的应用研究

张鹏利;崔超;贾宁霄;

2022, 53(5):  149-155.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.024

摘要 ( 55 )   PDF (6069KB) ( 163 )  

相关文章 | 多维度评价

BIM技术的应用为传统水利水电工程勘察设计提供了一种新的思路和方法，然而鉴于水利水电工程的复杂性，现有的BIM技术实践存在标准化程度低、流程不明确等问题。以黄金峡水利枢纽工程为例，基于达索3DEXPERIENCE平台，研究了协同环境下的BIM技术的应用流程及方法，并形成了一套基于BIM技术的水利水电工程设计流程体系。在此基础上，借助于参数化建模、工程量统计以及三维出图等手段，总结了BIM在应用过程中的创新点以及存在的技术难点；同时，通过对属性扩展、数字化交付的研究，为工程全生命周期的信息化流转提供了新的思路。工程实践表明：研究成果提高了该工程的设计效率和质量，可为今后同类工程的设计提供参考和借鉴。

三峡升船机塔柱外观检测方案及其综合评价

许进;毕金锋;罗先启;

2022, 53(5):  156-161.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.025

摘要 ( 46 )   PDF (3173KB) ( 130 )  

相关文章 | 多维度评价

为保障三峡升船机塔柱结构安全和升船机的运行维护，需要对塔柱外观变形进行检测。塔柱外观检测受通航、天气和作业条件等诸多因素影响，检测质量和工期难以保障，对检测方案进行科学高效评价和比选非常必要。针对塔柱主要区段结构特点，提出了多种外观检测方案，并采用现场调查和专家投票相结合的方式对每种方案优劣进行综合评价。通过专家打分和现场计算为各指标赋值，运用熵值法对指标进行赋权，形成了主客观结合的综合评价体系。实践表明：通过该综合评价方法优选的方案检测工期比预算缩短18.5%,采集画面总合格率在99.6%以上，可为类似高耸建筑外观检测方案决策提供参考和借鉴。

浅埋富水隧道施工大变形原因分析与应对措施

王琳;杨林;袁青;江鸿;肖靖;

2022, 53(5):  162-167.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.026

摘要 ( 52 )   PDF (5233KB) ( 161 )  

相关文章 | 多维度评价

为解决富水条件下隧道洞口浅埋段大变形问题突出、施工难度大的问题，依托在建福州市董奉山隧道项目，对隧道断面大变形的破坏特征及原因进行了详细分析，并提出针对性应对措施。结果表明：洞口浅埋富水地段受地层、地形、水环境及施工等因素影响，大变形以拱顶沉降为主，且在开挖后较短时间里变形急剧增加；隧道大变形表现为“急剧增长-缓慢增长-趋向稳定”3阶段变化规律，急剧增长阶段主要集中在下台阶开挖之前，其围岩变形量约占整个沉降变形的75%～80%。根据大变形分析情况提出：开挖前采用“超前帷幕注浆+井点降水”的辅助加固措施，改善掌子面前方围岩施工环境；开挖中采用钢架型号加强、中下台阶大直径锁脚及上台阶大拱脚等措施，可较大程度地控制隧道大变形发展，保证洞内施工安全。相关经验可供类似工程借鉴。

基于光纤传感技术的桩体位移监测方法研究

朱栋梁;林伟宁;程贵海;陈秋平;赵伟来;陈国良;

2022, 53(5):  168-175.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.027

摘要 ( 41 )   PDF (6411KB) ( 137 )  

相关文章 | 多维度评价

现有光纤传感器的布设方法单一，无法完全适应各类工程的监测要求。为此，从实际工程桩体水平位移监测的需求出发，针对工程施工特点，设计单U型和多U型布设方法，并于室内构建PVC管简支梁模型，利用分布式光纤传感器对PVC管弯曲变形应变进行测量。采用各类应变组合进行挠度计算，分析了各应变组合挠度的试验误差。将上述两种光纤布设方法分别运用于实际工程的桩体水平位移监测中，并对比分析光纤传感器监测数据效果。试验与实际工程分析结果表明：利用分布式光纤计算桩体位移时，应当优先选用垂直基坑开挖面的双轴线应变进行计算，其次可利用其他轴线应变换算成基坑侧应变，进而用双轴线应变计算，而多轴线应变计算会造成多余误差；在实际工程运用时，分布式光纤传感器监测效果优于侧斜管监测效果。

基于区间段测量的分布式铠装光纤应变系数标定

苏维伟;邓康庆;邓清禄;李德胜;李仁和;

2022, 53(5):  176-182.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.028

摘要 ( 43 )   PDF (4861KB) ( 117 )  

相关文章 | 多维度评价

在工程测量时，分布式铠装光纤往往需要输入相应的应变系数进行监测，然而很多厂家并没有提供相关的参数。基于布里渊光时域分析的分布式传感系统原理，研制了一套铠装分布式光纤应变系数测量装置。该装置的创新性在于提出并实现了“区间标定法”,该方法规避了传统的光纤应变系数测量中夹具可能对光纤测试造成的干扰。应用所研发装置对两个厂家的铠装光纤应变系数进行测定试验，结果表明：相较于传统测试方法，区间标定法能够获得更为准确的测量结果。

基于能量守恒修正的混凝土损伤本构模型

秦毅;

2022, 53(5):  183-188.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.029

摘要 ( 36 )   PDF (1936KB) ( 130 )  

相关文章 | 多维度评价

为了改进传统的混凝土损伤本构模型，采用TAW-2000试验系统对养护3 d和28 d的混凝土试样进行了三轴力学特性试验，并通过混凝土加载过程中的能量计算方法，确定了混凝土变形过程中的总能量、弹性能和耗散能，根据能量守恒原理建立了可描述混凝土应力-应变关系的修正本构模型。通过模型曲线的对比验证了所建立本构模型的合理性和优越性，并明确了模型参数的物理意义。结果表明：以往本构模型曲线在混凝土应力-应变曲线峰后阶段具有较大的偏离度，而修正的本构模型曲线在应力-应变曲线峰后段的吻合度要更优。模型参数γ可较好地反映混凝土的脆性和延性特征，模型参数n可较好地反映混凝土的强度特征。

膨胀土地区自平衡试桩转换系数影响因素分析

欧孝夺;白露;江杰;李胜;秦金喜;

2022, 53(5):  189-196.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.030

摘要 ( 38 )   PDF (1929KB) ( 131 )  

相关文章 | 多维度评价

为研究自平衡试桩法中负摩阻力转换系数的影响因素及其规律，确保自平衡试桩法在膨胀土地区的适用性，对自平衡试桩和传统静压桩的模型试验进行了数值模拟研究。采用控制单一变量法，分析了膨胀土的性质、桩体几何参数、桩土接触面性质等因素对自平衡法转换系数的影响规律，并通过拟合得到各因素与转换系数间的二次项分布关系式及相关系数。研究表明：负摩阻力转换系数随膨胀土含水率增大而减小，膨胀土含水率由初始值18%增加到30%时，转换系数减小约0.2,且膨胀土自由膨胀率、抗剪强度对试桩极限承载力影响较大；此外，负摩阻力转换系数随着桩长、桩径的增大而增大，可推测负摩阻力对大直径超长自平衡试桩影响较小。

颗粒级配对碎屑流运动速度影响的滑槽试验研究

蒋金晶;许强;郑光;彭双麒;王卓;陈达;

2022, 53(5):  197-203.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.031

摘要 ( 33 )   PDF (9972KB) ( 128 )  

相关文章 | 多维度评价

滑坡-碎屑流是一种突发性地质灾害，具有速度大、破坏性强等特点。滑坡-碎屑流灾害发生时，不同粒径颗粒组成的碎屑流体运动速度差异较大。为了探究颗粒级配对碎屑流运动速度的影响，设置了单一粒径组、三粒径组以及全粒径组共14种不同级配的工况进行碎屑流滑槽实验，并引入分形维数D对颗粒级配进行量化，获得了最大运动速度与颗粒级配的关系。结果表明：在单一粒径工况下，随着粒径由小到大，碎屑流与底面的摩擦形式由滑动摩擦变为滚动摩擦，颗粒的摩擦耗能减小，碎屑流体运动速度增大；在混合粒径工况下，碎屑流在运动过程中会出现明显的分层现象，而初始级配决定了其中垫层的厚度与结构；伴随着分形维数D和细颗粒含量的减少，运动过程中的垫层厚度也同步减小，导致碎屑流的运动速度增大。

U型过江管道沉放施工过程动力响应分析

肖扬洋;巫志文;潘明煌;吴昌松;方一如;

2022, 53(5):  204-212.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.032

摘要 ( 33 )   PDF (5041KB) ( 118 )  

相关文章 | 多维度评价

U型管道沉放施工过程涉及多体耦合、结构形状不规则、吊缆下放协调难等问题。为了保证施工安全和精度，基于水动力分析软件OrcaFlex,建立了U型过江管道沉放系统沉放过程中的数值分析模型，研究了典型工况下吊缆和锚索的张力、管道的动力响应和沿其长度方向的应力分布、钢浮筒的动力响应，并对吊缆张力进行了关键参数敏感性讨论。结果表明：沉放过程是安全可靠的，但是操作不当极易造成吊缆张力过大；实际工程中建议采用先管道两边后中间的气囊消气方式，气囊消气时间和吊缆下放速度需相互协调，中间吊缆的下放速度或初始下放时刻稍慢于两边；同时有必要对各吊缆张力和管体的运动姿态进行实时监测。研究可为实际沉放施工和其它类似工程提供参考依据。

重塑黄土核磁共振T2谱的定量分析与应用

曹雪梅;詹永康;袁磊;舒中潘;张军;

2022, 53(5):  213-220.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.033

摘要 ( 50 )   PDF (3724KB) ( 120 )  

相关文章 | 多维度评价

核磁共振技术(NMR)凭借其便捷性、低成本、无损伤的优势被广泛应用于黄土孔隙空间研究领域中。但目前对于重塑黄土核磁共振T2谱的分析应用成果过于单一，从而造成了一定程度上的数据浪费。有鉴于此，基于核磁共振技术，利用数学分析手段对不同干密度重塑黄土的T2谱开展了定量分析；将分析得到的数学参数应用于石油领域中的SDR模型，并构建了重塑黄土的渗透率计算模型。结果表明：(1)不同干密度重塑黄土的核磁共振T2谱在数学分析参数(均值、几何均值、标准差以及峰度)中存在不同程度的差异，反映到物理意义上，则是重塑黄土干密度会对土体内部孔隙大小、分布及分选特征产生影响。相比传统的方法仅获取土体孔隙体积，数学统计方法获得的数学参数对孔隙的描述更全面也更精确。(2)借助于构建的重塑黄土的SDR模型，求解了试验黄土的渗透率，计算的最小渗透率约为0.3 mD,计算结果与前人总结的规律接近。(3)干密度会影响多个土体微观空间特征，从而引起土体渗透特性的改变。(4)从相关关系方面的分析来看，T2谱的均值和几何均值对土体渗透率影响较大。研究成果在一定程度上可为核磁共振技术在黄土领域中的应用提供新的思路，可为黄土渗透性的预测提供新的方法，也可为了解土体渗透机制提供新的思考。

高地应力软弱破碎围岩下长锚孔适配钻孔机具研究

王治才;陈伟祥;朱安龙;郭新新;王振宇;汪波;

2022, 53(5):  221-226.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.034

摘要 ( 43 )   PDF (6592KB) ( 128 )  

相关文章 | 多维度评价

选择适配钻孔机具以实现长锚孔的高效稳定成孔，是长锚杆(索)支护技术在高地应力软弱破碎围岩隧道中进一步推广应用的关键前提。以渭武高速木寨岭公路隧道为工程依托，开展了高应力软弱破碎围岩适宜钻机现场选型及钻头适配性研究。研究结果表明：(1)钻机钻进效率方面，YT28钻的钻进效率明显优于YG80钻，高地应力软弱破碎围岩隧道中提高钻机冲击频率可有效改善钻孔效率，应选择冲击频率作为钻机控制性指标；(2)钻头钻进效率方面，“一”字型钻头要优于“十”字型钻头，钻进5,10 m孔深时的施工耗时分别要少8,7 min,但存在着卡钻现象频发的缺陷；(3)钻头使用寿命方面，“十”字型钻头的平均有效钻进长度为35 m,显著优于“一”字型钻头的20 m;(4)钻头成孔效果方面(要求预紧力>300 kN),“十”字型钻头打设深5,10 m钻孔的锚固成功率分别为98%,95%,显著优于“一”字型钻头的89%,75%。研究成果可为高地应力软弱破碎围岩隧道长锚孔钻孔作业提供指导与借鉴。

葛洲坝三江下引航道水位波动特性及其影响分析

庞正芳;胡合欢;谢齐;王付杰;王俊;

2022, 53(5):  227-231.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.035

摘要 ( 54 )   PDF (2358KB) ( 135 )  

相关文章 | 多维度评价

为了探明葛洲坝船闸泄水对三江下引航道内水位变化以及船舶通航的影响，通过原型观测及统计分析的方式研究了葛洲坝三江下引航道水位波动特性。基于葛洲坝水利枢纽运行初期的观测资料和三江下引航道两岸沿程流态情况，在三江下引航道两岸沿程对称布设9对水尺，对葛洲坝2号、3号船闸不同泄水组合下的水位进行同步观测。结果表明：当两闸联泄间隔在0～8 min时，水体势能呈叠加效果，8 min之后水体势能呈抵消效果；试验观测到最低波谷达0.75 m,枯水期两闸联泄时间间隔宜大于8 min;船闸泄水后14～38 min,三江水位低于庙嘴站水位，对通航产生不利影响，应加强交通组织和航道观测。

季调节水电站日水位控制的多目标优选方法——以重庆市江口水电站为例

雷源;潘永旗;武新宇;罗锡斌;刘本希;程春田;

2022, 53(5):  232-238.  doi:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.036

摘要 ( 49 )   PDF (2421KB) ( 134 )  

相关文章 | 多维度评价

对于调节能力较弱的水电站，汛期水库水位在月内变幅较大，常规的以月或旬为计算时段的水位控制方式难以滚动调整实时调度过程。为使实时调度能根据水位控制规则合理确定月内下泄流量，在保证防洪安全的前提下提高综合效益，提出了一种综合考虑发电、弃水、调峰的多目标日水位控制方法，即引入最大不弃水概率描述多种来水情景，以水库水位上限反推在不同来水情景下不弃水的最高日水位控制过程，从其中优选符合调度目标的日水位控制过程，并以重庆市江口水电站为例进行了验证。结果表明：采用该方法根据不同日水位控制过程进行模拟调度可以得到满足不同调度要求的日水位控制结果，表明当水电站在不同时期其调度目标发生变化时，该方法能够生成适用于多种调度要求的日水位控制过程，可以有效指导实际调度操作。